Forschung im Bereich der Informatik
Die Fachgruppe Informatik beschäftigt sich mit einem breiten Spektrum praxisorientierter Informatik von logischen Grundlagenfragen, Softwaretechnik und Programmiersprachen über Netzwerktechnologien und ihre Bewertung bis hin zu verteilten und mobilen Systemen.
Ein gemeinsamer Forschungsschwerpunkt der Fachgruppe liegt im Bereich der Beschreibung, Evaluierung und Realisierung komplexer verteilter und vernetzter Systeme. Hier wird sowohl an den Grundlagen für praxistaugliche Modellierungsmethoden und Analysetechniken gearbeitet, wie auch an der Umsetzung neuer Methoden in praktisch anwendbare Werkzeuge.
Algorithmen und Komplexitätstheorie
Zahlreiche algorithmische Probleme sind so komplex, dass sie von Computern nicht ressourcenschonend bzw. in akzeptabler Laufzeit berechnet werden können. In der Praxis müssen die Probleme aber dennoch gelöst werden. Besonders in sicherheitsrelevanten Gebieten, aber auch darüber hinaus, sind Garantien an die Qualität der berechneten Lösung unverzichtbar.
Hier setzt die Forschung der Gruppe an, sowohl im Rahmen der klassischen Komplexität, der parametrischen Komplexität, als auch bei der Entwicklung von Sublinearzeitalgorithmen für sehr große Datenmengen.
Ein Großteil der Forschung untersucht das Zusammenspiel von struktureller Komplexität der Problem-Eingaben einerseits und algorithmischer Komplexität der Probleme andererseits. Es werden u.A. Methoden aus der Graphentheorie, der Kombinatorik und der Logik verwendet, und es ergeben sich Anwendungen u. A. in den Bereichen Datenbanken, Verifikation, Model-Checking, Compilerbau und KI.
Data Engineering
Die Gruppe forscht an der Schnittstelle von Datenbanksystemen und maschinellem Lernen. Wir verbessern das Zusammenspiel zwischen Datenbanksystemen und Anwendungen des maschinellen Lernens und entwickeln native Unterstützung für maschinelles Lernen in Datenbanksystemen.
Grundlagen der Informatik
Die Arbeitsgebiete der Professur sind Mathematische Methoden für Spezifikation, Entwurf, Validierung komplexer informationstechnischer Systeme, insbesondere für physikalisch verteilte und nebenläufig operierende Anwendungen mit zentralen Fragestellungen wie: Synchronisationsmechanismen, Übergang zwischen Synchronie und Asynchronie , Abstraktion und Verfeinerung, Constraints und Kompositionalitätsproblem, Semantik modellorientierter Entwurfssprachen.
Kommunikationsdienste, Telekommunikationssysteme und Rechnernetze
Der Schwerpunkt der Forschung liegt im Bereich des Verkehrs- und Netzmanagements von bestehenden Telekommunikationsnetzen und zukünftigen IP-basierten stationären und mobilen Rechnernetzen. Arbeitsthemen umfassen die Gebiete: IP-Netze der nächsten Generation, Mobile IP-Kommunikationsnetze, Verkehrsmanagement, Leistungs- und Dienstgütemanagement, Verkehrstheorie, Statistische Methoden der Datenanalyse.
Mobile Softwaresysteme/Mobilität
Das primäre Forschungsinteresse des Lehrstuhls ist die Datenverarbeitung an der Grenze zwischen der physischen und der digitalen Welt: wie können Informationen der Realwelt geeignet erfasst, modelliert und z. B. mobilen, verteilten, kontextbezogenen Anwendungen effizient bereitgestellt werden, um diesen eine Umgebungsintelligenz zu ermöglichen?
Dies spiegelt sich insbesondere in den folgenden Themen:
- Management von Datenstrom- und Ereignisverarbeitung
- Entwicklung sensorbasierter Anwendungen
- Qualitätsaspekte in multisensoriellen Anwendungen
Praktische Informatik - Distributed System Group
Die Forschung am Lehrstuhl beschäftigt sich mit dem Bereich der Softwareentwicklung für komplexe, insbesondere verteilte, Systeme auf allen Abstraktionsebenen. Das reicht von Designmethoden, Visuellen Sprachen und Werkzeugen für die Entwicklung und Analyse verteilter Systeme über die Nutzung moderner Middleware und Dienst-orientierter Systeme zur Realisierung von Geschäftsprozessen bis hin zu modernen Cloud-Computing Ansätzen. Aktuelle Arbeitsschwerpunkte sind die Migration von klassischen Softwarearchitekturen hin zu Cloud-basierten Systemen, Analyse- und Test-Werkzeuge für Programme in Serverless Cloud Computing Umgebungen, Orchestrierungstechniken für Edge-Computing Anwendungen im IoT Kontext, sowie Monitoring und Performanz-Analyse solcher Systeme.
Praktische Informatik – Systemnahe Programmierung
Die Forschung am Lehrstuhl befasst sich mit Themen an der Schnittstelle von Software und Hardware. Schwerpunkte liegen dabei auf der effizienten Ausnutzung von Computersystemen durch Analyse und Optimierung nicht-funktionaler Eigenschaften (wie z.B. Energie oder Zuverlässigkeit) und neuer Ansätze für Schnittstellen zwischen System- und Architekturebene. Als Zielsysteme befasst sich der Lehrstuhl sowohl mit sehr kleinen eingebetteten und IoT-Systemen wie auch mit großen und leistungsstarken Rechnern im High-Performance-Computing-Bereich. Von besonderem Interesse ist hierbei der Einsatz neuer Technologien, wie beispielsweise der RISC V-Prozessorarchitektur und der Programmiersprache Rust, zur Realisierung von Projekten auf Systemebene.
Privatsphäre und Sicherheit in Informationssystemen
Softwaretechnik und Programmiersprachen
Die Arbeitsgruppe Softwaretechnik und Programmiersprachen legt den Fokus ihrer Forschung auf mathematisch fundierte Techniken der Spezifikation, Modellierung und Analyse komplexer und oftmals eingebetteter und nebenläufiger Softwaresysteme. Hierbei stehen moderne Methoden und Werkzeuge des Anforderungsmanagements, der modellgetriebenen Softwareentwicklung und der Softwareverifikation im Vordergrund.
Aktuelle Forschungsthemen:
- Interfacetheorien und heterogene Spezifikationssprachen für nebenläufige Systeme
- Modellgetriebene Entwicklung eingebetteter Software mit synchronen Sprachen
- Heapanalyse und -verifikation für C Programme und Objektcode
- LET (Logical Execution Time)-Semantik für Realzeitsoftware auf Mehrkernprozessoren